(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却及び加熱の効率を向上させた処理チャンバを提供する。【解決手段】半導体ウエハを処理するための処理チャンバ１００は、前記処理チャンバの一側面に形成された開口部１１４と、前記開口部の近傍に配置された積層された複数の冷却板１０２，１０２と、前記冷却板の近傍に配置された積層された複数の加熱板１０４，１０４と、ウエハ移動機構１０６とを備えている。ウエハ移動機構１０６は、前記積層された複数の加熱板と前記積層された複数の冷却板との間に配置されたピボット１０８、前記ピボットに取り付けられた第１のウォール、及び前記ピボットに取り付けられ前記第１のウォールに対して垂直な第２のウォールを有し、前記２枚の隣り合う加熱板の間と前記２枚の隣り合う冷却板との間で前記ウエハを移動させるべく回動可能に構成されている。【選択図】図１Ａ
2006344949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハを処理するための処理チャンバであって、
前記処理チャンバの一側面に形成された、前記ウエハを前記処理チャンバ内に挿入するため及び前記処理チャンバから前記ウエハを取り出すための開口部と、
前記開口部の近傍に配置された、積層された複数の加熱板と、
前記冷却板の近傍に配置された、積層された複数の冷却板と、
を備えており、
前記積層された複数の加熱板は、２枚の隣り合う加熱板の間に配置されたウエハを加熱し、
前記積層された複数の冷却板は、２枚の隣り合う冷却板の間に配置されたウエハを冷却するように構成されており、
当該処理チャンバは、前記２枚の隣り合う加熱板の間と前記２枚の隣り合う冷却板との間で前記ウエハを移動させるべく回動可能なウエハ移動機構をさらに備えており、
前記ウエハ移動機構は、
前記積層された複数の加熱板と前記積層された複数の冷却板との間に配置されたピボットと、
前記ピボットに取り付けられた第１のウォールと、
前記ピボットに取り付けられ前記第１のウォールに対して垂直な第２のウォールとを有していることを特徴とする処理チャンバ。
【請求項２】
請求項１に記載の処理チャンバであって、
前記複数は２であることを特徴とする処理チャンバ。
【請求項３】
請求項１に記載の処理チャンバであって、
前記複数は２より大きいことを特徴とする処理チャンバ。
【請求項４】
請求項１に記載の処理チャンバであって、
前記第１及び第２のウォールの各々は、前記処理チャンバの側壁にまで延びる第１のウォール部分として機能することを特徴とする処理チャンバ。
【請求項５】
請求項４に記載の処理チャンバであって、
前記第１及び第２のウォールの各々は、さらに、前記処理チャンバの側壁にまで延びる第２のウォール部分として機能することを特徴とする処理チャンバ。
【請求項６】
請求項４に記載の処理チャンバであって、
前記第１のウォール部分は、前記冷却板と前記加熱板との間に位置することを特徴とする処理チャンバ。
【請求項７】
請求項５に記載の処理チャンバであって、
前記第２のウォール部分は、前記処理チャンバの側壁と前記加熱又は冷却板との間に位置することを特徴とする処理チャンバ。
【請求項８】
ウエハを焼なましするシステムであって、
ウエハを挿入する及び取り出すための開口部を有する処理チャンバと、
積層された複数の加熱板と、
前記開口部と前記加熱板との間に配置された積層された複数の冷却板と、
前記加熱板と前記冷却板との間に配置されたピボット、及び前記ウエハを支持するためのウエハ支持部を有する回動可能なウエハ移動機構とを備えており、
前記ウエハ移動機構は、前記ウエハを冷却するために隣り合う冷却板の間でウエハを回転させる、及び、前記ウエハを加熱するために隣り合う加熱板の間でウエハを回転させるように構成されているシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のシステムであって、
前記ウエハ移動機構は、前記ピボットから延びる第１のウォールと、前記ピボットから延びる第２のウォールとをさらに有し、前記第１及び第２のウォールは９０°の角度を形成することを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムであって、
前記ウエハ支持部は、前記第１のウォールに結合されることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
半導体ウエハ処理システムに使用されるウエハ移動機構であって、
ピボットと、
前記ピボットから延びる第１のウォールと、
前記ピボットから延び、前記第１のウォールに対して直角である第２のウォールと、
少なくとも前記第１のウォールに結合し、前記第２のウォールと平行に延びるウエハ支持部とを備えており、
処理チャンバ内の第１の位置から、該第１の位置から一方向だけに移動させた前記処理チャンバ内の第２の位置へ前記ウエハを移動させるために９０°回動可能な機構。
【請求項１２】
半導体ウエハを処理するための方法であって、
処理チャンバ内にある２枚の冷却板の間に位置しているウエハ支持部上に、前記ウエハを挿入するステップと、
前記処理チャンバの第１の空間内で前記ウエハを加熱すべく、前記ウエハ支持部を約９０°回動させて、前記ウエハを前記２枚の冷却板の間から２枚の加熱板の間へ移動させるステップと、
前記ウエハ支持部を約９０°回動させて、前記ウエハを前記２枚の冷却板の間に戻すステップと、
前記ウエハ支持部から前記ウエハを取り外し、前記処理チャンバの外に取り出すステップとを含む方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、
前記第１の空間を前記処理チャンバの他の部分から少なくとも部分的に分離するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、
前記分離ステップは、前記冷却板と前記加熱板との間のウォールを移動させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の方法であって、
処理チャンバ内に複数のウエハを挿入し、各ウエハを２枚の隣り合う冷却板の間に位置させるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、
前記複数のウエハの各々を、２枚の隣り合う加熱板の間に位置させるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
半導体ウエハの処理システムであって、
少なくとも２つの積層された処理チャンバを備えており、
各処理チャンバは、
積層された複数の加熱板と、
開口部と前記積層された複数の加熱板との間に配置された積層された複数の冷却板と、
前記加熱板と前記冷却板との間に配置されたピボットと、前記ウエハを支持するためのウエハ支持部とを有する回動可能なウエハ移動機構とを有しており、
前記ウエハ移動機構は、前記ウエハを冷却するために隣り合う冷却板の間でウエハを回転させる、及び、前記ウエハを加熱するために隣り合う加熱板の間でウエハを回転させるように構成されているシステム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムであって、
前記ウエハ移動機構は、前記ピボットから延びる第１のウォールと、前記ピボットから延びる第２のウォールとをさらに有し、前記第１及び第２のウォールは９０°の角度を形成することを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１７に記載のシステムであって、
前記複数は２であることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、半導体ウエハの処理システムに関し、詳しくは、半導体ウエハを処理チャンバに搬送するためのシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウエハの高温処理は、最新の超小型電子デバイスを製造する上で重要である。そのような処理としては、シリサイド形成、インプラントアニール、酸化、拡散ドライブイン、化学気相堆積（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）などがあり、従来の熱処理技術を使用して高温で行われる。さらに、多くの超小型電子回路では、１ミクロン以下の小型形状、及び、数百オングストローム未満の接合深さを必要としている。ドーパントの側方及び下方への拡散を制限するために、また、処理中の制御性を高めるために、高温処理する時間は最小限に抑えることが望ましい。
【０００３】
半導体ウエハ、フラットパネル・ディスプレイ、及び他の同様の基板は、一般的に、デバイス製造中にその上に堆積される多数の物質層を有している。ある一般的な堆積層（例えばＳＯＧ（spin-on glass）膜）は汚染物質、欠陥、又は望ましくないミクロ組織を含んでいるが、それらの汚染物質、欠陥又はミクロ組織は適切な時間及び適切な温度で前記基板を加熱又は「アニーリング（annealing）」することにより減少又は除去することができる。他の堆積層（例えば銅膜）は、望ましくないことに、経時変化又は「自己アニール化（self-anneal）」し、予測不可能な堆積層性質（例えば、予測不可能な抵抗性、応力、粒径、及び硬さ）が生じるという特性を有している。汚染物質、欠陥、及び望ましくないミクロ組織のように、堆積層の性質は、多くの場合は、制御されたアニーリング・ステップによって安定化させることができる。アニーリング・ステップ後は、処理能力を増加させるために又は前記基板上で他の処理を行うために、アニーリング処理を止めるべく前記基板を急速に冷却することが好ましい。
【０００４】
従来、アニーリングは、石英加熱炉内又は急速加熱処理（Rapid Thermal Process：RTP）システム内で行われた。石英の加熱炉内でアニーリングを行う場合は、例えばランプによって、所望のアニーリング温度まで予熱をゆっくりと行う必要がある。また、ＲＴＰシステムは、所望のアニーリング温度まで急速に加熱することができる。残念ながら、従来のランプベースのＲＴＰシステムでは、均一な温度分布に関して重大な欠点があった。ある他のＲＴＰシステムでは、ウエハを加熱してアニーリングするのに、加熱板を使用している。そのようなシステムは、自己の米国特許第6,809,035号及び米国特許第6,345,150号に開示されている。これらの特許は両方とも、この参照により本発明に含まれるものとする。これらのシステムは、ウエハの上方及び／又は下方に配置される加熱板を使用している。前記加熱板は、加熱板上又は加熱板の近傍に設けられた加熱素子により加熱される。加熱板は、例えばアニーリングを行うために、ウエハを所望の温度までに急速に加熱することができる。
【０００５】
その後、アニール化された基板は、前記加熱板とは離れた所にある冷却モジュールに搬送される。前記冷却モジュールは、従来は、冷却された基板支持部を用いており、熱伝導を高めるために前記基板支持部にはヘリウムなどのガスが少し充填される。冷却モジュールを用いると、装置コストは高まり、装置は複雑化し、装置の設置面積が大きくなる。そして、加熱システムと冷却システムとの間の望ましくない搬送時間が必要となるため、基板を処理する量が減少する。他の従来の処理システムは、分離モジュールとは対照的に、同一チャンバ内に加熱板と冷却機構を有している。加熱チャンバの冷却又は冷却チャンバの加熱は、さらなるエネルギと時間を必要とする。したがって、上記した従来のシステムの欠点を有していない、ＲＴＰ又は他の処理でウエハを加熱又は冷却することが可能なシステムウエハが求められている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある実施形態では、処理チャンバは、少なくとも２枚の積層された冷却板と、少なくとも２枚の積層された加熱板とを備えている。回動可能なウエハ移動機構（wafer transport）は、加熱板と冷却板との間に配置されたピボットを中心にして回動する。なお、冷却板は、処理チャンバの側部の近傍に配置されている。ウエハ移動機構は、前記ピボットに結合した２つのウォールと、前記ウォールの少なくとも一方から延びる、ウエハを支持するためのウエハ支持部とを備えている。前記２つのウォールは９０°の角度を形成している。ウエハ支持部は、ウエハを冷却（加熱）するためにウエハを２枚の冷却板（又は加熱板）の間に配置できるように設けられている。
【０００７】
本発明のある実施形態では、ウエハは、例えばロボットによって、処理チャンバ内に挿入され、ウエハ支持部上にセットされる。ウエハ移動機構は、ウォールを２枚の冷却板の間に配置し、一方のウォールによって冷却板を加熱板から隔てるように設けられている。目的の温度に達したら（温度は、例えば、ウエハ移動機構に取り付けた熱電温度計によって測定する）、ウエハ移動機構は９０°回動する。その結果、ウエハは冷却板の間から加熱板の間へと移動させられる。このとき、他方のウォールも回動するので、他方のウォールによって冷却板と加熱板との間が隔てられる。その後、加熱板によってウエハを目的の処理温度まで急速に加熱する。処理が完了したら、ウエハ移動機構は元の方向に９０°回動して、ウエハを元の位置すなわち２枚の冷却板の間に戻す。そして、冷却板によってウエハを冷却した後、ウエハはチャンバから取り出される、又は、さらなる処理のために加熱板の間に戻される。
【０００８】
また、複数の処理チャンバを積み重ねることによって、低コスト、簡単、及び設置面積が小さい、縦型の複数ウエハ処理システム（vertical multi-wafer processing system）を構成することも可能である。他の実施形態では、１つの処理チャンバ内に、Ｎ層に積層された冷却板と、Ｎ層に積層された加熱板とを設置することによって、（Ｎ−１）枚のウエハを同時に冷却及び加熱することも可能である（ただし、Ｎは２より大きい整数である）。
【０００９】
本発明は、処理チャンバ内における冷却領域と加熱領域をウエハ移動機構のウォールで分離することができるので、ウエハをより効率的に冷却及び加熱できるという利点を有する。冷却板の低温環境は加熱板の高温環境から分離されているので（完全には開放されていないので）、ウエハを冷却及び加熱するのに要する時間及びエネルギは、従来よりも少なくて済む。さらに、同一の処理チャンバ内に、冷却機構と加熱機構とが両方とも設置されるので、処理チャンバの構成を簡略化することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１（Ａ）は本発明の一実施形態に係る処理チャンバ１００を示す側面図であり、図１（Ｂ）は処理チャンバ１００の上面図である。図１Ａを参照して、処理チャンバ１００は、一方の側（図中の左側）に２層の冷却板１０２，１０２、他方の側（図中の右側）に２層の加熱板１０４，１０４を備えている。また、処理チャンバ１００は、冷却板１０２，１０２と加熱板１０４，１０４との間で、ウエハ１１２を移動させるためのウエハ移動機構（wafer transport）１０６を備えている。ウエハ移動機構１０６は、ピボット又は軸部１０８を中心にして、冷却板１０２，１０２と加熱板１０４，１０４との間を回動可能である。ウエハ移動機構１０６は、ウエハ１１２を支持するためのウエハ支持部１１０を有している。なお、ウエハ１１２は、冷却板１０２，１０２の間及び加熱板１０４，１０４の間で回転することができる。ウエハ１１２が冷却板１０２，１０２の間にあるときは、ウエハ１１２は冷却板１０２，１０２によって冷却される。また、ウエハ１１２が加熱板１０４，１０４の間で回転するときは、ウエハは例えばＲＴＰ（Rapid Thermal Process ：急速加熱処理）又はアニーリング（annealing）などのために目的の温度まで加熱される。また、チャンバ１００は、ウエハをチャンバ内に挿入するため、及び、ウエハをチャンバ外へ取り出すための開口部１１４を備えている。ウエハがチャンバ内に挿入されると又はウエハがチャンバ外へ取り出されると、開口部１１４は当該技術分野では周知である従来の機構によって密閉される。
【００１１】
チャンバ１００の開口部１１４は比較的小さい開口部であるが、その大きさは、厚さが約０．５〜２ｍｍで、直径が最大３００ｍｍのウエハを、ロボットアーム又は他のウエハ搬送装置によってチャンバに出し入れするの十分な大きさである。ある実施形態では、開口部１１４の高さは約１５〜４０ｍｍであり、好ましくは約２０ｍｍ以下である。さらに、開口部の大きさを小さくすると、処理チャンバ１００からの冷却及び加熱の損失を減らすことができる。さらに、開口部の大きさを小さくすると、処理チャンバ１００内に入る粒子の数を抑制できるので、等温環境を維持することが容易になる。
【００１２】
図１Ｂを参照して、ウエハ移動機構１０６は、軸部１０８から延びる、ウォール（wall）１１６，１１６を含んでいる。ウォール１１６，１１６は、軸部１０８を中心にして９０°の角度を形成している。開口部１１４は、ウエハをウエハ支持部１１０上に配置することを可能にする。この実施形態では、ウエハ支持部１１０は、一方のウォール１１６から延びるアーム１２０，１２０に結合した２つの平行なロッド又は梁１１８，１１８である。他の適切なウエハ支持部としては、例えば、細い梁を交差させた格子から構成され、ウエハ表面との接触面積を最小限に抑えるための突出した支持ピンを有する支持部などがある。ウエハ支持部には、ウエハの温度をモニタするために、熱電温度計（thermocouple）又は他の温度検出デバイスを組み込まれている。ある実施形態では、前記ロッド又は梁は、ウエハを急速に加熱及び冷却すべく、導電性又は非絶縁性の物質からできている。ウォール１１６はチャンバの端まで延びており、ある実施形態では、ウォールは絶縁性物質からできている。また、ウォールを回動させた際にウォールが２枚の冷却板（加熱板）の間に位置できるように、ウォールの長さは十分に短い。また、ウォール１１６は、２枚の冷却板（加熱板）の間に位置する部分、加熱（冷却）板の上側に位置する部分、及び冷却板（加熱板）の下側に位置する部分などの、複数の部分を含んでいる。
【００１３】
図２は、一実施形態に係るウォール１１６の側面図である。この実施形態では、ウォール１１６は、３つの部分２００、２０２及び２０４から構成されている。３つの部分２００、２０２及び２０４は、軸部１０８から延びている。ウエハは、中央部分２０２に取り付けられるウエハ支持部にセットされる。下側部分２００は、下側の冷却板（加熱板）の下方に位置している。また、上側部分２０４は、上側の冷却板（加熱板）の上方に位置している。したがって、ウォール１１６を回動させた際は、下側部分２００と中央部分２０２との間の隙間、及び、中央部分２０２と上側部分２０４との間の隙間に、冷却板及び加熱板が出入りする。
【００１４】
図３（ａ）〜（ｄ）は、処理チャンバ１００の動作を示す上面図である。なお、図３（ａ）〜（ｄ）では、説明を簡略化するために、加熱板及び冷却板は図示していない。図３（ａ）に示すように、ウエハ１１２は開口部１１４からチャンバ１００内に挿入され、ウエハ支持部１１０上にセットされる。ウエハ１１２は、例えばＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）、ローディング・ステーション（loading station）、又は他の適切なウエハコンテナから装填することができる。ウエハをウエハ支持部１１０に挿入するのは、及び、ウエハ支持部からウエハを取り出すのは、ロボット又は他の移動機構を使用して行うことができる。このとき、ウエハ１１２は、２枚の冷却板の間に配置される。冷却板の温度、及び、ウエハが冷却板間に配置される時間に応じて、ウエハ１１２は目的の温度まで冷却される。
【００１５】
次に、図３（ｂ）示すように、ウエハ移動機構１０６を例えば外部モータによって軸部１０８を中心にして回動させて、ウエハ１１２を冷却板の間から加熱板の間へ移動させる。続いて、図３（ｃ）に示すように、ウエハ移動機構１０６が９０°回動すると、ウエハ１１２は完全に加熱板の間に位置する。その後、ウエハ１１２を処理するために、加熱板によってウエハ１１２を目的の温度まで加熱する。処理後、ウエハ移動機構１０６を９０°回動させて、元の位置（冷却板の間）に戻す。そして、ウエハが目的の温度に冷却されると、ウエハは処理チャンバから取り出される（図３（ｄ）参照）、又は、さらなる処理のために加熱板の方に再び移動させられる。
【００１６】
加熱板１０４は、ウエハ１１２と比べると大きな質量を有しており、例えば炭化ケイ素、石英、インコネル（inconel）、アルミニウム、スチールなどの物質、又は、高温の処理温度で雰囲気ガス又はウエハ１１２と反応することのない他の物資から製造される。加熱板１０４は、任意の幾何学的形状に形成することができるが、ウエハのような形状（すなわち円板状）に形成することが好ましい。ある実施形態では、加熱板は、その半径が処理する最も大きいウエハ（例えば直径が３００ｍｍのウエハ）よりも若干大きい円板状である。
【００１７】
加熱板１０４は、加熱板の温度を制御する加熱素子を含み得る。ある実施形態では、加熱板１０４の周囲に少なくとも１つの熱源が配置されている。この熱源は、抵抗加熱素子又は他の導電性／放射熱源であり得る。そして、この熱源は、加熱板１０４の周囲部分（peripheral portion）と接触するように、又は、加熱板１０４に埋め込まれるように作成されている。抵抗加熱素子は、抵抗加熱ワイヤなどの任意の高温定格物資からできている。なお、抵抗加熱ワイヤは、熱応答及び高温安定性を向上させるために、例えば、ＳｉＣ、ＳｉＣ被覆グラファイト、グラファイト、ＡｌＣｒ、ＡｌＮｉ、及び他の合金などの高質量物質からできている。用途に応じて様々な温度を提供するために、加熱板１０４の温度は約５０℃から約１５００℃の間で、好ましくは約１００℃から約１２００℃の間で制御可能である。
【００１８】
冷却板１０２は、加熱板１０４と同様の形状（すなわち、その半径が処理する最も大きいウエハよりも若干大きい円板状）であり得る。冷却板１０２は、例えば電気的、液体又はガス冷却成分などの個別の冷却要素を含み得る。例えば、外部のガス源から提供される冷却ガスをウエハに提供するために、冷却板１０２は複数のガス孔（gas port）を含むことができる。冷却板の前記複数のガス孔に１つ又はそれ以上のガスを選択的に提供するために、ガス源は調節可能である。冷却板に提供されるガスの量は、ウエハ又は冷却板の目的の温度に基づいて、コントローラーによって制御可能である。
【００１９】
図３（ａ）、（ｃ）及び（ｄ）から見て分かるように、ウエハ１１２が冷却板の間にある場合は（図３（ａ）及び（ｄ））、ウォール１１６が冷却板と加熱板とを隔てる。その結果、加熱板で発生した熱が冷却板に近づかないので、ウエハの冷却をより効率的に行うことができる。同様に、加熱中は（図３（ｃ））、ウォール１１６が加熱板と冷却板とを隔てるので、冷気が加熱領域に入ってくるのを低減させることができる。ウォールは非導電物質又は絶縁物質からできており、加熱板の領域に冷気が入るのを、及び、冷却板の領域に熱が入るのを防止する。
【００２０】
本発明のある実施形態では、処理チャンバ１００は、例えば、熱アニール、ドーパント拡散、熱酸化、窒化物形成、化学気相堆積、及び同様の処理などに使用されるようなＲＴＰチャンバである。処理チャンバ１００は、小さな内部空間を有している。処理チャンバ内の空間を小さくすることにより、処理チャンバ１００を小型化することが可能になる。その結果、システム全体をより小型化することができ、必要とするクリーンルームの床面積がより少なくて済む。ウエハを処理チャンバ内に搬送するのに及び処理チャンバ内からウエハを取り出すのに、例えば米国特許第6,345,150号に開示されているようなウエハ搬送ロボット（robot wafer loader）を使用する場合は、システムによって占められる床面積を最小限に抑えるために、複数のチャンバは垂直に積み重ねられる（例えば、互いに直接的に積み重ねられる）。そのようなウエハ搬送ロボットは、上下に移動することが可能であり、アームを伸ばして貯蔵コンテナ（例えばＦＯＵＰなど）からウエハを取り出し、その取り出したウエハを処理チャンバ内に搬送する。
【００２１】
図４は、半導体ウエハ処理システム４００を示す上面図である。半導体ウエハ処理システム４００は、処理チャンバ１００、ＦＯＵＰ４０２・４０４、及び搬送ステーション（transfer station）４０６を備えている。また、図４では図示していないが、半導体ウエハ処理システム４００は、ウエハをＦＯＵＰから搬送ステーション４０６又は処理チャンバ１００に移動させるための搬送機構（transport mechanism）を備えている。ＦＯＵＰ４０２・４０４は、前記搬送機構によってアクセスされる。前記搬送機構は、ウエハを目的位置に移動させるための伸縮アームを有し、回転及び上下移動可能なロボットであり得る。前記搬送機構及びＦＯＵＰにより行われる動作及び作用は、一般的に、当業者には周知である。例えば、前記搬送機構は、ウエハを把持し移動させるためのロボットアームとエンドエフェクタ（手先効果器）を有している。ボットアーム及びエンドエフェクタは両方とも例えば石英などの耐熱材料からできている。エンドエフェクタは、ロボットアームの端部に設けられた取り付けブロックに固定して取り付けられる。なお、この取り付けブロックには、様々なエンドエフェクタが取り付け可能である。また、例えば３軸部ロボットでは、ロボットアームは、Ｓ字動作やスネーク動作が可能な複数のリンク仕掛（multi-linkage）を有している。ロボットが処理システムの固定位置に配置されていても、ロボットアームがＳ字動作を行うことによって、ロボットアームが処理システムの各モジュールにアクセスすることができる。他のタイプのロボットでは、例えば４軸部ロボットでは、Ｓ時動作は必要としない。ロボットのタイプに基づいたロボットの適切な構造を、当業者なら理解できるであろう。前記搬送機構は、処理チャンバ１００内に挿入する前に、ウエハ１１２の表裏を反転させる（引っくり返す）ことができる。このことにより、処理チャンバ内で、ウエハの両面を処理することが可能になる。
【００２２】
図５は、図１〜４に示した処理チャンバを使用して行われる、本発明の一実施形態に係るウエハ処理方法を説明するためのフローチャートである。ステップ５００では、ウエハ移動機構の第１のアームが処理チャンバ１００の側壁と平行になり（開口部が形成された壁と垂直になり）、第２のアームが加熱板と冷却板との間に位置するように、ウエハ移動機構を処理チャンバ内で回転させる（図３（ａ）参照）。このとき、冷却及び加熱領域は第２のアームによって左右に隔てられる。続いて、ステップ５０２では、ＦＯＵＰから取り出されたウエハを、処理チャンバ内に挿入し、ウエハ移動機構に取り付けられたウエハ支持部１１０にセットする（ステップ５０２）。このとき、ウエハは、冷却板の間に位置しており、必要に応じて冷却される（ステップ５０４）。次に、ステップ５０６では、ウエハを冷却板の間から加熱板の間に移動させるために、ウエハ移動機構１０６を９０°回転させる（図３（ｂ）参照）。ウエハ移動機構１０６を９０°回転させた後、第２のアームが処理チャンバ１００の側壁と平行でいる間は、第１のアームは冷却板と加熱板とを隔てる（図３（ｃ）参照）。そして、ステップ５０８では、加熱板の間に配置されたウエハを急速に加熱する。
【００２３】
ステップ５１０では、ウエハが目的の温度に到達した後、ウエハは処理される。次にステップ５１２では、ウエハ移動機構は、元の方向に９０°回転して戻り、ウエハを冷却板の間に移動させる。ステップ５１４では、もし、さらなる処理が必要な場合は、ウエハを加熱板の間に移動させるべくウエハ移動機構は再び９０°回転し（ステップ５０６）、ウエハを加熱させる（ステップ５０８）。しかし、処理が完了した場合は、ステップ５１６で、ウエハが処理チャンバから取り出される。したがって、本発明によれば、簡単で小型なシステムを使用して、ウエハを高速で熱処理することが可能になる。
【００２４】
図６は、本発明の他の実施形態を示す図であり、複数の処理チャンバが積み重ねられたマルチウエハ処理システム６００を示す側面図である。図６に示すように、複数の処理チャンバ１００，１００を積み重ねることにより、マルチウエハ処理システム（multi-wafer process system）６００を構成することができる。なお、図６では、２つの処理チャンバを積み重ねた場合を示しているが、処理チャンバはシステム制約条件内で所望する数だけ積み重ねることができる。このシステム６００は、４枚の加熱板６０２と４枚の冷却板６０４とを備えており、２枚のウエハを同時に処理することができる。各処理チャンバ１００に開口部が設けられており、チャンバ毎にウエハを出し入れすることができる。
【００２５】
図７は、本発明の別の実施形態を示す図であり、１つの処理チャンバ内に３層以上の冷却板と３層以上の加熱板とを備えるマルチウエハ処理システム７００を示す側面図である。図７に示すマルチウエハ処理システム７００は、１つの処理チャンバ７００内に、６層の冷却板７０２と、６層の加熱板７０４と備えており、５枚のウエハを同時に処理することが可能である。この実施形態では、図６のシステムよりも少ない枚数の加熱板及び冷却板で、図６のシステムと同じ枚数のウエハを加熱及び冷却することができる。また、この処理チャンバシステム７００では、１つの開口部７０６によって、ウエハをチャンバ７００内に挿入する及びチャンバ７００内からウエハを取り出すことができる。チャンバの高さが増加するので、ウエハを隣り合う２枚の冷却板に装填するための移動機構が垂直方向に動作する幅は大きくなる。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前記した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく限りにおいて、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る処理チャンバ１００を示す側面図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態に係る処理チャンバ１００を示す上面図である。
【図２】図１に示した処理チャンバ１００のウエハ移動機構１０６に含まれるウォール１１６を示す側面図である。
【図３】図１に示した処理チャンバ１００の動作を示す上面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る半導体ウエハ処理システム４００を示す上面図である。
【図５】図１〜４に示した処理チャンバを使用して行われる、本発明の一実施形態に係るウエハ処理方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態を示す図であり、複数の処理チャンバが積み重ねられたマルチウエハ処理システム６００を示す側面図である。
【図７】本発明の別の実施形態を示す図であり、１つの処理チャンバ内に６層の冷却板及び加熱板を有するマルチウエハ処理システム７００を示す側面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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